Search
Search results for: sonar
-
Multibaem Sonar Records Data Decimation Using Hierarchical Spline Interpolation
PublicationMultibeam sonar records feature high vertical and horizontal resolution. Interpolating and approximating, eventually displaying of of high volume scattered 3D raster data leads to some difficulties related to a computer processing power. The paper presents some advantages of using hierarchical splines in the context. Such an approach facilitates real time 3D MBS data rendering.
-
Distance measurement errors in silent FM-CW sonar with matched filtering
PublicationThe secretiveness of sonar operation can be achieved by using continuous frequency-modulated sounding signalswith reduced power and significantly prolonged repeat time. The application of matched filtration in the sonarreceiver provides optimal conditions for detection against the background of white noise and reverberation, and avery good resolution of distance measurements of motionless targets. The article shows that target...
-
Sonar Pulse Detection Using Chirp Rate Estimation and CFAR Algorithms
PublicationThis paper presents a new approach to sonar pulse detection. The method uses chirp rate estimators and algorithms for the adaptive threshold, commonly used in radiolocation. The proposed approach allows detection of pulses of unknown parameters, which may be used in passive hydrolocation or jamming detection in underwater communication. Such an analysis is possible thanks to a new kind of imaging, which presents signal energy in...
-
Analysis of distance measurement errors in CW FM sonar with MLS code modulation
PublicationAlthough used in the classic silent sonar, the CW FM sounding signal has a major flaw which is its inaccuracy in determining the distance to a target. The authors of the article have developed a concept of silent sonar using frequency modulation signals switched by pseudorandom codes, already discussed in their previous work. This article presents a detailed analysis of errors in CW FM sonar with pseudo-random sequence code modulation...
-
Multistatic sonar for man-made lakes and water-power plants antiterrroristic protection
PublicationArtykuł opisuje nową koncepcję dopplerowskiego sonaru multistatycznego opracowanego w Katedrze Systemów Elektroniki Morskiej Politechniki Gdańskiej. System składa się z sieci hydrofonów rozmieszczonych równomiernie w obserwowanym akwenie oraz ze źródła dźwięku w postaci fali ciągłej o stałej częstotliwości i bardzo niskim natężeniu. Dzięki zastosowaniu specjalnie opracowanych algorytmów przetwarzania sygnałów uzyskuje się poprawną...
-
Combined method of multibeam sonar signal processing and image analysis for seafloor classification
PublicationThe combined approach to seafloor characterisation was investigated. It relies on calculation of several descriptors (parameters) related to seabed type using three types of multibeam sonar data obtained during seafloor sensing: 1) the grey-level sonar images (echograms) of seabed, 2) the 3D model of the seabed surface which consists of bathymetric data, 3) the set of time domain bottom echo envelopes received in the consecutive...
-
THE SYNCHROSQUEEZING METHOD IN BEARING ESTIMATION OF STATIONARY SIGNALS FOR PASSIVE SONAR WITH TOWED ARRAY
PublicationIn this paper, a novel method of bearing estimation in a passive sonar system with a towed array is introduced. The classical approach of bearing estimation based on the spatial spectrum [1] is extended by using the synchrosqeezing method that is a part of the reassignment method introduced by Kodera et al. [2]. Using this method leads to a precise bearing estimation. The proposed method requires a relatively small amount of computation,...
-
Seafloor characterisation using multibeam sonar echo signal processing and image analysis
PublicationThe authors propose the approach to multibeam seafloor characterisation which relies on the combined, concurrent use of two different techniques of multibeam sonar data processing. The first one is based on constructing the grey-level sonar images of seabed using the echoes received in the consecutive beams. Then, the parameters describing the local region of sonar image, namely, the local standard deviation of a grey level, and...
-
Improving the accuracy of bearing in active sonar with cylindrical array using spectrum estimation.
PublicationThe articles presents a method for improving the accuracy of bearing in multibeam sonar with a cylindrical array. Based on a known spatial spectrum estimation technique, the method has been successfully used in linear array systems. Its accuracy of bearing is satisfactory and ensures a relatively low computational effort. The article discusses certain simplifications and assumptions to adapt the spatial spectrum estimation technique...
-
Continuous wave sonar with hyperbolic frequency modulation keyed by pseudo-random sequence
PublicationA CW FM type sounding signal is used in the classical solution of silent sonar. While the signal provides a relatively simple implementation of digital signal processing, and ensures good detection conditions, unfortunately, in the presence of the Doppler effect, distance measurement results tend to be wrong. This is due to the fact that the received signal’s instantaneous frequency value is dependent both on the distance to the...
-
Safety enhancement using 3D multibeam sonar imaging in shallow waters areas
PublicationSonary wielowiazkowe wykorzystanee byc moga do poprawy bezpieczenstwa zeglugi na obszarach wod plytkich. Dzieki istotnej poprawie rozdzielczosci horyzontalnej i wertykalnej pomiarow zastosowane byc moga do obrazowania wod plytkich szczegolnie niebezpiecznych pod wzgledem nawigacyjnym.
-
Dynamic control of the receiving beam horizontal cross-section in the side scan sonar
PublicationW skonstruowanych przed kilkunastu laty a obecnie modernizowanych sonarach bocznych jako jeden z zabiegów modernizacyjnych wprowadzono dynamiczną regulację kąta rozwarcia odbiorczej charakterystyki kierunkowej w przekroju horyzontalnym. Regulacja taka zapewnia quasi-stałą rozdzielczość liniową sonaru (zamiast stałej rozdzielczości kątowej) przy odbiorze sygnałów echa ze wzrastających odległości od wykrywanych celów. W efekcie tego...
-
Kalman filtering for 3d real time data visualisation of multibeam sonar records.
PublicationPrzedstawiono zastosowanie filtracji Kalmana do korekcji błędów systematycznych występujących w danych pochodzących z systemu wielozwiązkowego. Zaproponowano dwuetapową filtrację danych dla każdego wachlarza danych, która realizowana jest w czasie rzeczywistym. Zaprezentowano rezultaty wizualizacji dna morskiego przed i po filtracji.
-
3D seafloor reconstruction using data from side scan and synthetic aperture sonar
PublicationSide scan and synthetic aperture sonars are widely used imaging systems in the underwater environment. They are relatively cheap and easy to deploy, in comparison with more powerful sensors, like multibeam echosounders. Although side scan and synthetic aperture sonars does not provide seafloor bathymetry directly, their records are finally related to seafloor images. Moreover, the analysis of such images performed by human eye...
-
Combined spline wavelet decomposition for 3d seafloor imaging from multibeam sonar echoes
PublicationThe paper proposes combined spline-wavelet approach to the raw echoes seaflor imaging from Multibeam Sonar System (MBSS) records. Wavelet representation is closely related to image representation, due to its unique approximations properties. Splines have the best approximation properties among all known wavelets of a given order, so they are best suited for approximating of smooth seafloor surface. Additionaly, wavelet bases have...
-
Experimental evaluation of high frequency side scan sonar as object search and identification tool
PublicationPraca prezentuje wyniki badań laboratoryjnych sonaru bocznego jako narzędzia dla pojazdu podwodnego, służącego do poszukiwań i identyfikacji obiektów leżących na dnie, w bliskich odległościach.
-
Possibilities of detection and identification objects located on the sea bottom by means of a simple sidescan sonar
PublicationPraca zawiera omówienie zagadnień związanych z wykrywaniem i identyfikacją obiektów leżących na dnie przy pomocy sonaru bocznego, umieszczonego na zdalnie sterowanym pojeździe głębinowym.
-
Influence of Natural Conditions on the Imaging of the Bottom of the Gdańsk Bay by Means of the Side Scan Sonar
PublicationThe interest in underwater resources is the reason for the development of modern hydroacoustic systems, including side sonars, which find numerous applications such as: research of seabed morphology and sediment characteristics, preparation of sea sediment maps, and even in special cases of biocenoses such as sea grass meadows, detection of specific targets at the bottom such as shipwrecks, mines, identification of suitable sites...
-
High-precision bearing estimation for active sonar with cylindrical array performed by interpolated array transformation
PublicationThe article presents a method for improving the accuracy of bearing in multibeam sonar with a cylindrical array. The antenna’s non-linear shape and the resulting non-uniform sampling of the signal in space, mean that known methods of high-resolution spectral analysis cannot be used. In order to apply an algorithm from this group, a linear virtual antenna must be produced. The paper presents a technique of mapping a cylindrical...
-
seafloor characterisation combined approach using multibeam sonar echo signal processing and image analysis
PublicationThe authors propose the approach to seafloor characterisation which relies on the combined, concurrent use of two different techniques: (i) multibeam sonar image analysis and (ii) multibeam seabed echoes processing. The first technique is based on constructing the grey-level sonar images of the seabed extracted from the echoes received in the consecutive soundings. Then, the set of parameters describing the local region of sonar...
-
Optimizing of target detection and tracking processes realized on consoles of passive sonar with linear towed antenna
PublicationThe long-range passive towed sonar was first modernised a few years ago. Building on operator experience over that period, a concept was developed of optimising the tasks performed by sonar operators, and improving forms of imaging to inform about object detection and support object tracking. The concept was implemented and successfully tested during ships’ manoeuvres. The optimisation of operator tasks was designed to keep listening...
-
Acoustic imaging of selected areas of Gdansk Bay with the aid of parametric echosounder and side-scan sonar
PublicationThe article presents and analyses the data recorded during sounding of the Gdansk Bay seabed with the aid of a parametric echosounder and a side-scan sonar. The accuracy of seabed structure examination, as a condition for obtaining valuable results, requires correct configuration of echolocation devices and proper calibration of peripheral devices, such as the survey unit geographical position sensor – GPS, the navigation unit,...
-
A novel method for archiving multibeam sonar data with emphasis on efficient record size reduction and storage
PublicationOver the past few years considerable advances in sonar technology, spatial positioning capabilities and computer processing power have lead to significant improvements in mapping, imaging and technologies of seafloor exploration. Recently, modern multibeam echosounder systems (MBES) capable of recording backscatter data for the whole water column, not just for the seabed, have become available thus providing data allowing for...
-
Processing of LiDAR and Multibeam Sonar Point Cloud Data for 3D Surface and Object Shape Reconstruction
PublicationUnorganised point cloud dataset, as a transitional data model in several applications, usually contains a considerable amount of undesirable irregularities, such as strong variability of local point density, missing data, overlapping points and noise caused by scattering characteristics of the environment. For these reasons, further processing of such data, e.g. for construction of higher order geometric models of the topography...
-
MSIS sonar image segmentation method based on underwater viewshed analysis and high-density seabed model
PublicationHigh resolution images of Mechanically Scanned Imaging Sonars can bring detailed representation of underwater area if favorable conditions for acoustic signal to propagate are provided. However to properly asses underwater situation based solely on such data can be challenging for less than proficient interpreter. In this paper we propose a method to enhance interpretative potential of MSIS image by dividing it in to subareas depending...
-
Seafloor characterisation using multibeam data: sonar image properties, seabed surface properties and echo properties
PublicationIn the paper, the approach to seafloor characterisation is presented. The multibeam sonars, besides their well verified and widely used applications like high resolution bathymetry and underwater object detection and imaging, are also the promising tool in seafloor characterization and classification, having several advantages over conventional single beam echosounders. The proposed approach relies on the combined, concurrent use...
-
Application of splines and wavelets along with TIN decimation to 3D imagingof seafloor from multibeam sonar data
PublicationW pracy przedstawiono dwie metody reprezentacji danych batymetrycznych otrzymanych z pomiarów z użyciem sonaru wielowiązkowego. Reprezentacja przy pomocy funkcji sklejanych jest odpowiednia dla baz danych, podczas gdy reprezentacja z wykorzystaniem funkcji falkowych posiada dobre właściwości kompresyjne.
-
Least square spline modelling along with tin decimation for 3D seafloor mapping from multibeam sonar data.
PublicationPrzedstawiono wyniki prac związane z zastosowaniem algorytmu aproksymacyjnego minimalnokwadratowego do wizualizacji danych wysokorozdzielczych pochodzących z sonaru wielowiązkowego. Metoda pozwala na redukcję danych oraz łatwą ich modyfikację.
-
"""Sonar"""
Inventions -
Improvement of time difference of arrival measurements resolution by using fractional delay filters in a direct sequence-code division multiple access radionavigation system
PublicationThis study presents a method of improving time measurements resolution in a direct sequence-code division multiple access receiver by using a fine code tracking loop based on fractional delay filtering of a despreading sequence. It briefly describes the structure of a generic digital code tracking loop and the proposed modification which allows to measure time difference of arrival values with the subsample resolution, together...
-
Approximate Cramér–Rao bound on Doppler error in correlation-processing relatively narrowband noise radar
PublicationThe paper studies limitations on accuracy of Doppler estimation in continuous-wave noise radar with correlation processing. Second order properties of output of the correlation receiver are evaluated and an approximate Cram´er-Rao bound on errors of Doppler measurement is derived. The accuracy of Doppler measurements is found to be affected by the following factors: power spectral density of noise signal, frequency response of the...
-
Soft-decision schemes for radar estimation of elevation at low grazing angles
PublicationIn modern radars, the problem of estimating elevation angle at low grazing angles is typically solved using superresolution techniques. These techniques often require one to provide an estimate of the number of waveforms impinging the array, which one can accomplish using model selection techniques. In this paper, we investigate the performance of an alternative approach, based on the Bayesian-like model averaging. The Bayesian...
-
Imaging forms in passive sonars
PublicationReferat jest kontynuacją tematyki organizacji zobrazowań we współczesnych systemach hydrolokacyjnych przedstawionej w referacie zaproszonym na ubiegłorocznym OSA dla systemów aktywnych. Tym razem dotyczy organizacji zobrazowań w systemach pasywnych. W praktyce, prócz prostych systemów nasłuchu i rejestracji dźwięków podwodnych, używanych przez badaczy fauny wodnej czy oceanografów, systemy pasywne są wykorzystywane w marynarkach...
-
Navy sonar's modernization developed in Gdansk University of Technology
PublicationSzybki rozwój technologii elektronicznej i metod przetwarzania sygnałów powoduje szybkie starzenie moralne systemów instalowanych na okrętach. Ponieważ kadłuby, silniki i inne, drogie, mechaniczne komponenty okrętów nie starzeją się w takim tempie i wytrzymują kilkadziesiąt nawet lat eksploatacji, istnieje głęboki sens modernizacji systemów sonarowych, z ewentualnym zachowaniem istniejących anten hydroakustycznych i ich stabilizacji....
-
Mutual Clutter Suppression Techniques for FM Sonars
PublicationThe article presents methods that help in the elimination of mutual clutter as well as the consequences of two FM sounding signal sonars operating in the same body of water and frequency band. An in-depth analysis of mutual clutter was carried out. The effects of sounding signal differentiation were determined, as was the Doppler effect on mutual clutter suppression. One of the methods analysed is of particular interest in a situation...
-
Dobór sygnałów w cichym sonarze z filtracją dopasowaną
PublicationSkrytość działania jest pożądaną cechą sonarów w niektórych zastosowaniach militarnych. Można ją uzyskać poprzez emisję sygnałów szerokopasmowych o małej mocy i długim cyklu powtarzania. Głównym problemem w takich cichych sonarach jest negatywny wpływ efektu Dopplera na warunki detekcji i dokładność określania odległości wykrytych celów. W referacie dokonano porównania pod tym kątem trzech rodzajów sygnałów sondujących, a mianowicie...
-
Implementation of Contemporary Technologies in Naval Sonars Modernization
PublicationToday’s fast technological advancement in electronics and signal processing methods makes electronic systems, including sonars, obsolete very quickly. The Polish Navy seems to be particularly affected as its ships were built in the 1970s and 1980s. Researchers at the Gdansk University of Technology have developed a methodology for modernising Navy sonars which involves the use of new electronic sub-systems and modern, bespoke methods...
-
Formy zobrazowań w sonarze dalekiego zasięgu z cylindryczną anteną
PublicationW artykule zaprezentowane są formy zobrazowań zastosowanych w dalekosiężnym, pasywnym sonarze z holowaną anteną, zmodernizowanym w Katedrze Systemów Elektroniki Morskiej. We wstępie pokazano strukturę sonaru po modernizacji oraz formy sygnałów nasłuchu, ich przetwarzania i transmisji z anteny do zespołów pokładowych. W dalszych częściach pokazano organizację przepływu informacji wewnątrz sonaru i przy komunikacji z zewnętrznymi...
-
Przetwarzanie i analiza obrazów sonarowych powierzchni dna basenu portowego
PublicationW artykule przedstawiono problemy związane z poszukiwaniem obiektów zalegających na dnie basenu portowego.
-
Digital signal processing applied to the modernization of Polish Navy sonars
PublicationThe article presents the equipment and digital signal processing methods used for modernizing the Polish Navy’s sonars. With the rapid advancement of electronic technologies and digital signal processing methods, electronic systems, including sonars, become obsolete very quickly. In the late 1990s a team of researchers of the Department of Marine Electronics Systems, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Gdansk...
-
Zmodyfikowana metoda monopulsowa w wielowiązkowych filtrach przestrzennych sonarów pasywnycj
PublicationZwiększenie dokładności określania namiaru celu można uzyskać w sonarach stosując metodę monopulsową. W konwencjonalnych sonarach polega ona na wyrównywaniu sygnałów w dwóch sąsiednich wiązkach poprzez obrót anteny. W cyfrowych sonarach wielowiązkowych obrót anteny można zastąpić obliczeniami, które przedstawiono w referacie. Opracowaną metodę poprawy dokładności namiaru pokazano na przykładzie szerokopasmowego sonaru wielowiązkowego...
-
Analiza właściwości sonaru z falą ciągłą i modulacją kodową
PublicationSonary z falą ciągłą, w odróżnieniu od sonarów impulsowych, mogą być wykorzystywane do quasi ciągłej obserwacji celów oraz jako ciche sonary trudno wykrywalne przez obce systemy nasłuchu (sonary przechwytujące). W sonarach z falą ciągłą stosowana jest zwykle liniowa modulacja częstotliwości, której negatywnym skutkiem są błędy oceny odległości celów, spowodowane efektem Dopplera. W celu ich redukcji autorzy zaproponowali użycie...
-
Weryfikacja założeń do badań sonarowych oraz pomiary testowe w basenie portowym
Publication.
-
Metody przetwarzania danych pochodzących z sonarów wielowiązkowych dla potrzeb kompresji
PublicationJednym z najczęściej używanych urządzeń służących do szeroko rozumianego telemonitoringu morskiego są sonary wielowiązkowe (ang. Multibeam systems - MBS). Ich wysoka wydajność w tworzeniu informacji o obiektach znajdujących się pod wodą skutkuje w dużych ilościach danych pozyskiwanych podczas rejsów badawczych i pomiarowych. W tym kontekście, proces przechowywania i zarządzania takim magazynem danych staje się istotnym problemem...
-
Wyznaczanie orientacji przestrzennej wiązki akustycznej sonaru metodą trzech niewspółliniowych punktów
PublicationW artykule przedstawiono sposób wyznaczania orientacji przestrzennej wiązki akustycznej sonaru metodą trzech niewspółliniowych punktów
-
Algorytmy analizy i przetwarzania danych z sonarów wielowiązkowych w rozproszonych systemach GIS
PublicationTelemonitoring morski oraz szeroko rozumiane badania morza są ważnym elementem aktywności człowieka w sferze badań, nauki oraz gospodarki. Prowadzenie działań związanych z tworzeniem map dna, inspekcją nadbrzeży, umocnień, badaniem fauny morskiej pozwala zrozumieć procesy zachodzące w środowisku morskim oraz przyczynia się do rozwoju wielu gałęzi gospodarki takich jak transport morski, bezpieczeństwo, ochrona portów i inne. W ramach...
-
Conditions for Multiple Acquisition of Echoes from Stationary Targets in Successive Transmissions of Active Sonars
PublicationIn echolocation, the highest possible number of contacts with a detected target is clearly decisive on the possibilities of echo processing to optimise the estimation of distinctive characteristics of the observed target. In hydrolocation, the slow propagation of acoustic waves in water reduces the number of contacts of echosounders and sonars with detected targets. The article considers model conditions for acquiring multiple...
-
Klasyfikacja dna morskiego na podstawie kątowej zależności cech echa z sonaru wielowiązkowego
PublicationPrzedstawiono metodę rozpoznawania i klasyfikacji rodzaju dna morskiego opartą na przetwarzaniu echa z sonaru wielowiązkowego. Metoda ta polega na obliczaniu zbioru parametrów obwiedni ech dla poszczególnych wiązek, podobnie jak w metodach wykorzystujących echosondy jednowiązkowe. Następnie estymowana jest zależność wartości poszczególnych parametrów od kąta wiązki oraz badane jest powiązanie otrzymanej zależności z rodzajem dna...
-
Wpływ warunków naturalnych na zobrazowanie dna Zatoki Gdańskiej przy użyciu sonaru bocznego
PublicationGłównym celem artykułu jest przedstawienie wpływu warunków środowiskowych na dokładność zobrazowania dna morza za pomocą systemów hydroakustycznych. Czynniki naturalne, przede wszystkim falowanie powierzchni morza i niejednorodny rozkład prędkości dźwięku w wodzie, mają wpływ na zmianę toru promieni akustycznych. Choć w obu przypadkach mechanizm zjawisk jest zupełnie odmienny, odgrywają one decydującą rolę w odwzorowaniu dna i...
-
Wykorzystanie technologii CUDA do kompresji w czasie rzeczywistym danych pochodzących z sonarów wielowiązkowych.
PublicationW pracy przedstawiono projekt oraz implementację systemu przeznaczonego do kompresji danych z sonarów wielowiązkowych działającego z wykorzystaniem technologii CUDA. Omówiono oraz zastosowano metody bezstratnej kompresji danych oraz techniki przetwarzania równoległego. Stworzoną aplikację przetestowano pod kątem prędkości i stopnia kompresji oraz porównano z innymi rozwiązaniami umożliwiającymi kompresję tego typu informacji.